发布时间:2017-08-21 13:35:12 文章来源:互联网
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    而且我们已经可以,不只是像卢瑟福一样,通过一些别的现象来观测原子,而是能直接观测到那一个一个的球状原子!

    原子有多小?一般原子的直径不超过0.5纳米。这么小是多小?如果一个原子有乒乓球那么大,那么一个乒乓球就得有地球那么大。就是这么小的东西,我们是怎么观测到的呢?
 
    有三种最为重要的手段,一种是电子显微镜,一种是原子力显微镜,还有一种是扫描隧道显微镜。
 
    电子显微镜,就是把电子加速形成电子束,用电子束来代替光束,照在物体上,观测透过的或者反射的电子束,反过来推断物体的形状和性质。优秀的透射式电子显微镜,可以把分辨率做到几十皮米的数量级,比纳米还要小100倍。
 
    上图就是用电子显微镜看到的石墨烯片,一个一个的碳原子清晰可见。
 
    扫描隧道显微镜,则是要制备一根很细很细的探针。探针的简短只有一个原子那么大。在探针和样品之间加上电压,当探针和样品足够近的时候,就会产生电子隧穿效应,进而产生一个突然上升的电流。
 
    扫描隧道显微镜不仅可以做观测,还可以用电流来控制原子的位置。来自IBM的一群科学家,就用扫描隧道显微镜,控制一群原子的位置,做成了一个小动画,叫《男孩和他的原子》。这也是世界上最小的动画。不得不感叹,科技的伟大。
 
    最后一种原子力显微镜,也要准备一根很细很细的探针。让探针接近样品,如果探针接触到样品,就会收到来自样品的阻力,探针后面的探测臂就会感受到阻力的大小,进而得知当前样品的高度。
 
    用原子力显微镜,也可以看到一个一个的原子(虽然没有那么清晰)。
 
    这就是现阶段能达到原子级分辨率的显微镜。以后会不会有更厉害的显微镜呢?我相信是有的。看着这些图片,真是会为自己生活在这样一个伟大的时代而感到幸福啊!

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